DE102013212300A1

DE102013212300A1 - Schnittstelle für eine Leiterplatte und korrespondierende Sensoreinheit

Info

Publication number: DE102013212300A1
Application number: DE201310212300
Authority: DE
Inventors: Michael Schlitzkus; Stefan Lehenberger; Dmitriy Aranovich; Robert Hengler; Philip Martin Lenk; Peter Diesel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2014-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle (5) für eine Leiterplatte (30), welche eine elektronische Schaltung und mindestens eine Kontaktstelle (34) trägt, über welche mindestens ein elektrisches Signal abgreifbar und/oder anlegbar ist, mit einer Stützeinheit (10), welche die Leiterplatte (30) zumindest im Bereich der mindestens einen Kontaktstelle (34) aufnimmt, und mindestens einem externen Kontaktelement (20), welches über mindestens einen Kontaktbereich (24) mit der mindestens einen Kontaktstelle (34) der Leiterplatte (30) elektrisch kontaktiert ist, wobei ein Grundkörper (12) der Stützeinheit (10) mindestens eine Kontaktaufnahmetasche (16) aufweist, welche das mindestens eine externe Kontaktelement (20) zumindest teilweise aufnimmt und führt, sowie eine zugehörige Sensoreinheit (1) mit einer solchen Schnittstelle (5). Erfindungsgemäß ist das mindestens eine externe Kontaktelement (20) als Einpress-Klemm-Element (21) ausgeführt, welches in die korrespondierende Kontaktaufnahmetasche (16) eingepresst und in einer Endlage untrennbar an den Grundkörper (12) der Stützeinheit (10) angebunden ist, so dass eine untrennbare elektrische Kontaktierung zwischen dem mindestens einen Kontaktbereich (24) des korrespondierenden externen Kontaktelements (20) und der zugehörigen Kontaktstelle (34) der Leiterplatte (30) entsteht.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Schnittstelle für eine Leiterplatte nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 und von einer Sensoreinheit mit einer solchen Schnittstelle nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 10.
Die elektrische Anbindung einer Drucksensoreinheit einer Hydraulikeinheit an ein Anbausteuergerät erfolgt beispielsweise über eine trennbare externe Schnittstelle mittels Federelementen. Die Federelemente ermöglichen die Trennbarkeit des Anbausteuergeräts und eine sichere elektrische Anbindung zur Spannungsversorgung der Drucksensoreinheit, sowie einen elektrischen Signalabgriff und den thermomechanischen Toleranzausgleich über den Temperatureinsatzbereich.
Aus der WO 2009/007286 A2 ist beispielsweise eine Drucksensoreinheit bekannt. Die Drucksensoreinheit umfasst eine Schutzhülse, in welcher mindestens eine Messzelle, welche insbesondere einen Druck eines Hydraulikblocks erfasst, und ein Schaltungsträger mit einer senkrecht zur Messzelle gestellten Leiterplatte angeordnet sind, welche eine elektronische Schaltung mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil umfasst. Der Schaltungsträger weist einen unteren zylindrischen Bereich und einen oberen zylindrischen Bereich auf, welche über einen rechteckförmigen mittleren Abschnitt miteinander verbunden sind, wobei die senkrecht gestellte Leiterplatte parallel zum rechteckförmigen mittleren Abschnitt zwischen den beiden zylindrischen Abschnitten des Schaltungsträgers angeordnet ist. Die Druckmesszelle weist zumindest einen Anschlusspunkt auf, über den zumindest ein elektrisches Ausgangssignal der Druckmesszelle abgreifbar ist. Der Schaltungsträger weist eine interne Schnittstelle, welche das mindestens eine elektrische Ausgangssignal der Druckmesszelle abgreift und an die elektronische Schaltung anlegt, und eine externe Schnittstelle auf, über welche ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung abgreifbar ist. Hierbei ist die interne Schnittstelle an einem ersten Ende der Schutzhülse ausgebildet, und die externe Schnittstelle ist an einem zweiten Ende der Schutzhülse ausgebildet. Des Weiteren weist der Schaltungsträger zur Kontaktierung des Anschlusspunkts mit der elektronischen Schaltung zumindest eine außenliegende Leiterbahn auf. Zudem ist zumindest ein Kontaktmittel vorgesehen, über welches ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung abgreifbar ist, wobei die elektronische Schaltung über zumindest eine außen liegende Leiterbahn des Schaltungsträgers mit dem Kontaktmittel verbunden ist. Die Kontaktierung zwischen der Druckmesszelle und dem Schaltungsträger bzw. dem Schaltungsträger und der Leiterplatte bzw. den elektronischen Bauelementen erfolgt über entsprechende Leitkleberverbindungen. Zur Herstellung dieser Leitkleberverbindungen weist der Schaltungsträger Leitklebedome und die Druckmesszelle bzw. die Leiterplatte bzw. die elektronischen Bauelementen entsprechende Leitkleberflächen auf. Der Schaltungsträger besteht vorzugsweise zumindest aus einem Kunststoff-Vorspritzling aus galvanisierbarem Kunststoff und einem zweiten, nicht galvanisierbaren Kunststoff, wobei die Leiterbahnen und die Leitkleberdome in einem galvanischen Prozess als metallische Oberflächenbeschichtung auf dem galvanisierten Kunststoff erzeugt werden. Zur lösbaren Direktkontaktierung der Drucksensoreinheit mit einem Anbausteuergerät sind die entsprechenden Kontaktmittel vorzugsweise als Kontaktniete ausgeführt, welche mittels Leitkleber in vorgesehene mit den Leiterbahnen verbundene Öffnungen eingeklebt werden.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Schnittstelle für eine Leiterplatte gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat und die korrespondierende Sensoreinheit gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10 haben demgegenüber den Vorteil, dass die externe Schnittstelle als nicht trennbare Anbindung einer Leiterplatte, welche beispielsweise in der Sensoreinheit angeordnet ist, an eine andere Baueinheit ausgeführt ist, welche beispielsweise als Anbausteuergerät ausgeführt ist. Die nicht trennbare Anbindung mindestens einer Kontaktstelle der Leiterplatte an mindestens ein korrespondierendes externes Kontaktelement erfolgt vorzugsweise mittels einer sich selbst verkrallenden Anbindung durch ein Einpress-Klemm-Element, welches beispielsweise als Stanzteil ausgeführt ist. Hierbei wird der Einpressvorgang des externen Kontaktelements durch die geometrische Auslegung des Einpress-Klemm-Elements zum Verkrallen des Kontaktelements in einen Grundkörper eines Stützelements genutzt. Gleichzeitig erfolgt durch den Einpressvorgang ein Anpressen der elektrischen Kontaktbereiche an die Kontaktstellen der Leiterplatte. In vorteilhafte Weise sind Einpress-Klemm-Elemente als Stanzteile in großer Stückzahl einfach und kostengünstig herzustellen.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schnittstelle für eine Leiterplatte ermöglichen durch die Anordnung der Kontaktierung innerhalb einer Kontaktaufnahmetasche des Stützelements in vorteilhafter Weise eine berührungsgeschützte elektrische Kontaktierung, welche die Ausfallwahrscheinlichkeit während der Montage bzw. im Feld reduziert.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Schnittstelle für eine Leiterplatte zur Verfügung, welche eine elektronische Schaltung und mindestens eine Kontaktstelle trägt, über welche mindestens ein elektrisches Signal abgreifbar und/oder anlegbar ist. Die Schnittstelle umfasst eine Stützeinheit, welche die Leiterplatte zumindest im Bereich der mindestens einen Kontaktstelle aufnimmt, und mindestens ein externes Kontaktelement, welches über mindestens einen Kontaktbereich mit der mindestens einen Kontaktstelle der Leiterplatte elektrisch kontaktiert ist. Ein Grundkörper der Stützeinheit weist mindestens eine Kontaktaufnahmetasche auf, welche das mindestens eine externe Kontaktelement zumindest teilweise aufnimmt und führt. Erfindungsgemäß ist das mindestens eine externe Kontaktelement als Einpress-Klemm-Element ausgeführt, welches in die korrespondierende Kontaktaufnahmetasche eingepresst und in einer Endlage untrennbar an den Grundkörper der Stützeinheit angebunden ist, so dass eine untrennbare elektrische Kontaktierung zwischen dem mindestens einen Kontaktbereich des korrespondierenden externen Kontaktelements und der zugehörigen Kontaktstelle der Leiterplatte entsteht.
Zudem stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Sensoreinheit mit einer Schutzhülle zur Verfügung, in welcher mindestens eine Messzelle, welche insbesondere einen Druck eines Hydraulikblocks erfasst, und eine Leiterplatte angeordnet sind, welche eine elektronische Schaltung mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil zur Verarbeitung von mindestens einem elektrischen Ausgangssignal der Messzelle und mindestens eine Kontaktstelle trägt, welche Teil einer externen Schnittstelle ist, über welche mindestens ein elektrisches Signal abgreifbar und/oder anlegbar ist. Die Schutzhülse nimmt zumindest teilweise eine Stützeinheit auf, welche die Leiterplatte zumindest im Bereich der mindestens einen Kontaktstelle aufnimmt und die aufgenommene Leiterplatte über eine Außenkontur gegen eine Innenkontur der Schutzhülse abstützt. Erfindungsgemäß ist die externe Schnittstelle der Sensoreinheit als erfindungsgemäße Schnittstelle für eine Leiterplatte ausgeführt, über welche die Sensoreinheit mit einem Anbausteuergerät elektrisch und mechanisch untrennbar verbindbar ist. Die Stützeinheit kann in vorteilhafter Weise die Funktionalität eines mechanischen Teils der externen Schnittstelle und eine Abstützfunktion für die Leiterplatte kombinieren, so dass die Leiterplatte elektrisch mit einer externen Schaltung bzw. Steuergerät verbunden und gegen eine Innenkontur einer Schutzhülse abgestützt werden kann. Somit bildet die erfindungsgemäße Schnittstelle für eine Leiterplatte mit der Stützeinheit das Verbindungselement zwischen der Leiterplatte bzw. der Sensoreinheit mit der Außenwelt. Die Stützeinheit kann durch Aufstecken und/oder Kleben mechanisch mit der im Wesentlichen senkrecht zur Stützeinheit stehenden Leiterplatte verbunden werden. Zudem ermöglicht die Stützeinheit eine Bauraumoptimierung der Sensoreinheit durch das Abstützen der im Wesentlichen senkrecht zur Stützeinheit gestellten Leiterplatte an der Innenkontur der Schutzhülse. Zudem sind Zusatzfunktionen wie die Führung und/oder elektrische Kontaktierung von externen Kontaktpartnern und ein Berührschutz für die Kontaktflächen der Leiterplatte in die Stützeinheit integriert. Des Weiteren können elektrische und/oder elektronische Bauelemente und/oder Leiterbahnen für eine Schutzbeschaltungen und/oder einen zusätzlichen Massepfad vorgesehen werden. Zudem können Kontaktflächen und/oder Führungsmittel für eine anforderungsgebundene Anbindung an vorgegebene Kundenschnittstellen bzw. an eine Peripherie vorgesehen werden. Dadurch kann die Sensoreinheit je nach Ausführung der Stützeinheit variabel an die verschiedenen Kundenschnittstellen angepasst werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Schnittstelle für eine Leiterplatte möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass ein Grundkörper der Stützeinheit als Zylinder mit einer Aufnahmeöffnung ausgeführt ist, welche an eine Außenkontur der Leiterplatte angepasst ist und die Leiterplatte zumindest teilweise aufnimmt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schnittstelle kann der mindestens eine Kontaktbereich des mindestens einen externen Kontaktelements in der Endlage mit einer vorgegebenen senkrecht zur Oberfläche der mindestens einen Kontaktstelle der Leiterplatte wirkenden Kontaktkraft gegen die Kontaktstelle der Leiterplatte gedrückt werden. Dadurch bleibt die restliche Leiterplatte in vorteilhafter Weise kraftfrei. Das mindestens eine Einpress-Klemm-Element kann vorzugsweise als Kontaktklammer mit zwei federelastischen Schenkeln und zwei Kontaktbereichen ausgeführt werden. Hierbei erzeugen die federelastischen Schenkel die senkrecht zur Oberfläche der mindestens einen Kontaktstelle wirkende Kontaktkraft. Vorzugsweise sind die zweiten Kontaktstellen redundant ausgeführt und umfassen jeweils zwei Kontaktflächen, von welche eine Kontaktfläche auf einer Oberseite und eine Kontaktflüche auf einer Unterseite des Grundträgers der Leiterplatte angeordnet sind. In vorteilhafter Weise drückt die Federkraft der beiden Schenkel des als Kontaktklammer mit zwei federelastischen Schenkeln ausgeführten Einpress-Klemm-Elements jeweils einen Kontaktbereich gegen eine Kontaktfläche einer korrespondierenden redundanten Kontaktstelle der Leiterplatte. Durch die redundante Ausführung der Kontaktierung und die senkrecht zur Einsteckrichtung des Grundträgers der Leiterplatte wirkende Kontaktkraft, führt auch eine nicht ideale Kontaktierung, welche beispielsweise durch Verschmutzungen verursacht wird, noch nicht zum Versagen der elektrischen und/oder mechanischen Verbindung der externen Schnittstelle. Da durch die beschriebene Kontaktgeometrie auch eine größerer Kontaktkraft möglich ist, kann eventuell auf teure Kontaktmaterialien, wie beispielsweise Gold verzichtet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schnittstelle weist das als Einpress-Klemm-Element ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement mindestens ein Führungselement auf, welches das mindestens eine externe Kontaktelement während des Einpressvorgangs an einer Innenkontur der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche führt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schnittstelle weist das als Einpress-Klemm-Element ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement mindestens ein Verkrallelement auf, welches sich in der Endlage das mindestens einen externen Kontaktelements an der Innenkontur der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche und damit im Grundkörper der Stützeinheit verkrallt.
Das als Einpress-Klemm-Element ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement kann beispielsweise als Einfachfederelement mit einem Führungselement und einem benachbart zum Führungselement angeordneten Verkrallelement oder als Einfachfederelement mit mehreren Führungselementen und einem getrennt von den Führungselementen angeordneten Verkrallelement oder als Doppelfederelement mit einem Führungselement und einem getrennt vom Führungselement angeordneten Verkrallelement oder als Einfachfederelement mit einem Führungselement und einem getrennt vom Führungselement angeordneten Verkrallelement ausgeführt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnittstelle für eine Leiterplatte vor dem Einpressen eines externen Kontaktelements in eine korrespondierende Kontaktaufnahmetasche.
2 und 3 zeigen jeweils eine schematische Teildarstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoreinheit mit dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schnittstelle für eine Leiterplatte aus 1 während dem Einpressen des externen Kontaktelements in die korrespondierende Kontaktaufnahmetasche.
4 zeigt eine schematische Teildarstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoreinheit mit dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schnittstelle für eine Leiterplatte aus 1 mit dem externen Kontaktelement in seiner Endlage in der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle für eine Leiterplatte.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle für eine Leiterplatte.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle für eine Leiterplatte.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus 1 bis 7 ersichtlich ist, umfassen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1 jeweils ein als Schutzhülse 3 ausgeführtes Gehäuse, in welchem mindestens eine nicht dargestellte Messzelle, welche insbesondere einen hydraulischen Druck eines magnetventilgesteuerten Fluids in einem Fahrzeugbremssystem erfasst, und eine Leiterplatte 30 angeordnet sind. Die Leiterplatte 30 trägt eine elektronische Schaltung 40 mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil 42 zur Signalverstärkung und/oder Verarbeitung von mindestens einem elektrischen Ausgangssignal der Messzelle und mindestens eine Kontaktstelle 34, welche Teil einer externen Schnittstelle 5, 5a, 5b, 5c ist, über welche mindestens ein elektrisches Signal abgreifbar und/oder anlegbar ist. Zudem nimmt die Schutzhülse 3 zumindest teilweise eine Stützeinheit 10 auf, welche die Leiterplatte 30 zumindest im Bereich der mindestens einen Kontaktstelle 34 aufnimmt und die aufgenommene Leiterplatte 30 über eine Außenkontur 18 gegen eine Innenkontur 3.2 der Schutzhülse 3 abstützt.
Die Messzelle wandelt den hydraulischen Druck in mindestens ein elektrisches Ausgangssignal um und weist mindestens einen Anschlusspunkt auf, über welchen das mindestens eine elektrische Ausgangssignal der Messzelle abgreifbar ist. Die Leiterplatte 30 weist eine nicht dargestellte interne Schnittstelle auf, welche das mindestens eine elektrische Ausgangssignal der Messzelle abgreift und an die elektronische Schaltung 40 anlegt. Zudem ist ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung über eine externe Schnittstelle 3 abgreifbar. Hierbei ist die interne Schnittstelle im Bereich eines nicht dargestellten Endes der Schutzhülse 3 ausgebildet, und die externe Schnittstelle 5, 5a, 5b, 5c ist an der an einem dargestellten zweiten Ende der Schutzhülse 3 angeordneten Stützeinheit 10 ausgebildet. Die Schutzhülse 3 schützt das Innenleben der Sensoreinheit 1 vor übermäßiger mechanischer Belastung. Die Stützeinheit 10 kombiniert die Funktionalität eines mechanischen Teils der externen Schnittstelle 5, 5a, 5b, 5c und eine Abstützfunktion für die Leiterplatte 30, so dass die Leiterplatte 30 elektrisch mit einer externen Schaltung bzw. Steuergerät verbunden und gegen die Innenkontur 3.2 der Schutzhülse 3 abgestützt werden kann. Somit bildet die Stützeinheit 10 das Verbindungselement zwischen der Leiterplatte 30 bzw. der Sensoreinheit 1 mit der Außenwelt. Die Stützeinheit 10 kann durch Aufstecken und/oder Kleben mechanisch mit der im Wesentlichen senkrecht zur Stützeinheit 10 stehenden Leiterplatte 30 verbunden werden.
Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, umfasst die Schnittstelle 5, 5a, 5b, 5c für die Leiterplatte 30 die Stützeinheit 10, welche die Leiterplatte 30 zumindest im Bereich der mindestens einen Kontaktstelle 34 aufnimmt, und mindestens ein externes Kontaktelement 20, 20a, 20b, 20c, welches über mindestens einen Kontaktbereich 24, 24a, 24b, 24c mit der mindestens einen Kontaktstelle 34 der Leiterplatte 30 elektrisch kontaktiert ist. Der Grundkörper 12 der Stützeinheit 10 weist mindestens eine Kontaktaufnahmetasche 16 auf, welche das mindestens eine externe Kontaktelement 20, 20a, 20b, 20c zumindest teilweise aufnimmt und führt. Erfindungsgemäß ist das mindestens eine externe Kontaktelement 20, 20a, 20b, 20c als Einpress-Klemm-Element 21, 21a, 21b, 21c ausgeführt, welches in die korrespondierende Kontaktaufnahmetasche 16 eingepresst und in einer Endlage untrennbar an den Grundkörper 12 der Stützeinheit 10 angebunden ist, so dass eine untrennbare elektrische Kontaktierung zwischen dem mindestens einen Kontaktbereich 24, 24a, 24b, 24c des korrespondierenden externen Kontaktelements 20, 20a, 20b, 20c und der zugehörigen Kontaktstelle 34 der Leiterplatte 30 entsteht.
In der Endlage wird der mindestens eine Kontaktbereich 24, 24a, 24b, 24c des mindestens einen externen Kontaktelements 20, 20a, 20b, 20c mit einer vorgegebenen senkrecht zur Oberfläche der mindestens einen Kontaktstelle 34 der Leiterplatte 30 wirkenden Kontaktkraft F_k gegen die Kontaktstelle 34 der Leiterplatte 30 gedrückt.
Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist der Grundkörper 12 der Stützeinheit 10 als Zylinder mit einer als Aufnahmeöffnung 14 ausgeführten ersten Fügegeometrie ausgeführt, welche an eine Außenkontur eines Grundträgers 32 der Leiterplatte 30 angepasst ist und die Leiterplatte 30 zumindest teilweise aufnimmt. Die Stützeinheit 10 ist am dargestellten aufgeweiteten Rand 3.1 der Schutzhülse 3 spielbeweglich eingeführt und über die Aufnahmeöffnung 14 auf die Leiterplatte 30 aufgeschoben. Die Aufnahmeöffnung 14 für die Leiterplatte 30 in der Stützeinheit 30 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Tiefe begrenzt, so dass im vollständig eingeführten Zustand ein Anschlag 38 der Leiterplatte 30 am Boden 19 der Aufnahmeöffnung 14 anliegt. Die Aufnahmeöffnung 14 verläuft senkrecht zu den Kontaktaufnahmetaschen 16, so dass die Kontaktaufnahmetaschen 16 die Aufnahmeöffnung 14 schneiden und Zugang zu den Kontaktstelle 34 der eingeführten Leiterplatte 30 haben.
Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, ist das mindestens eine Einpress-Klemm-Element 21, 21a, 21b, 21c in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils als Kontaktklammer mit zwei federelastischen Schenkeln 22, 22a, 22b, 22c und zwei Kontaktbereichen 24, 24a, 24b, 24c ausgeführt, wobei die federelastischen Schenkel 22, 22a, 22b, 22c die senkrecht zur Oberfläche der mindestens einen Kontaktstelle 34 wirkende Kontaktkraft F_k erzeugen. Vorzugsweise sind die Einpress-Klemm-Elemente 21, 21a, 21b, 21c als Stanzteile hergestellt. Zudem sind die dargestellten Kontaktstellen 34 der Leiterplatte 30 jeweils redundant mit zwei Kontaktflächen ausgeführt, welche jeweils auf einer Oberseite und einer Unterseite des Grundträgers 32 der Leiterplatte 30 angeordnet sind. Die jeweils als Kontaktklammer mit zwei Schenkeln 22, 22a, 22b, 22c ausgeführten Einpress-Klemm-Elemente 21, 21a, 21b, 21c sind in den dargestellten Ausführungsbeispiel in ihrer Endlage so auf die als redundante Kontaktflächen ausgeführten Kontaktstellen 34 der Leiterplatte 30 aufgeschoben, dass jeweils ein Kontaktbereich 24, 24a, 24b, 24c eines Schenkels 22, 22a, 22b, 22c durch die senkrecht zur Einsteckrichtung des Grundträgers 32 der Leiterplatte 30 wirkende Kontaktkraft F_k auf die Kontaktfläche der korrespondierenden redundanten Kontaktstelle 34 der Leiterplatte 30 gedrückt wird. Die als federelastische Kontaktklammer bzw. Kontaktgabel ausgeführten Einpress-Klemm-Elemente 21, 21a, 21b, 21c sind geometrisch so ausgeformt, dass die Kontaktbereiche 24, 24a, 24b, 24c auf die als Kontaktflächen ausgeführten redundanten Kontaktstellen 34 der Leiterplatte 30 aufgesteckt und diese von beiden Seiten kontaktieren können. So können an den Kontaktbereichen 24, 24a, 24b, 24c der Schenkel 22, 22a, 22b, 22c beispielsweise abgerundete Einsteckbereiche vorgesehen werden. Die jeweiligen Kontaktbereiche 24, 24a, 24b, 24c befinden sich dabei seitlich innen an den „Gabelzinken" bzw. „Gabelschenkeln“ 22, 22a, 22b, 22c damit die Kontaktkraft F_k quer zur eingesteckten Leiterplatte 30 aufgebracht werden kann und somit die restliche Leiterplatte 30, insbesondere die nicht dargestellte interne Schnittstelle, kraftfrei bleibt. Da durch diese Geometrie eine größere Kontaktkraft F_k möglich ist, kann in vorteilhafter Weise auf teure Kontaktmaterialien wie Gold verzichtet werden.
Wie aus 1 bis 7 weiter ersichtlich ist, weisen die als Einpress-Klemm-Element 21, 21a, 21b, 21c ausgeführten externen Kontaktelemente 20, 20a, 20b, 20c jeweils mindestens ein Führungselement 26, 26a, 26b, 26c auf, welches das jeweilige externe Kontaktelement 20, 20a, 20b, 20c während des Einpressvorgangs an einer Innenkontur der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche 16 führt. Des Weiteren weisen die als Einpress-Klemm-Elemente 21, 21a, 21b, 21c ausgeführten externen Kontaktelemente 20, 20a, 20b, 20c jeweils mindestens ein Verkrallelement 28, 28a, 28b, 28c auf, welches sich in der Endlage das jeweiligen externen Kontaktelements 20, 20a, 20b, 20c an der Innenkontur der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche 16 und damit im Grundkörper 12 der Stützeinheit 10 verkrallt.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Einpress-Klemm-Element 21, 21a, 21b, 21c als spiegelsymmetrische Kontaktklammern bzw. Kontaktgabeln ausgeführt, so dass an jedem Schenkel 22, 22a, 22b, 22c mindestens ein Führungselement 26, 26a, 26b, 26c und mindestens ein Verkrallelement 28, 28a, 28b, 28c angeordnet ist, so dass das jeweilige Einpress-Klemm-Element 21, 21a, 21b, 21c an zwei Seiten in der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche 16 geführt bzw. in der Innenkontur der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche verkrallt ist. Die jeweiligen Führungselemente 26, 26a, 26b, 26c und Verkrallelement 28, 28a, 28b, 28c befinden sich dabei seitlich außen an den „Gabelzinken" bzw. „Gabelschenkeln“ 22, 22a, 22b, 22c der als Kontaktklammer bzw. Kontaktgabel ausgeführten Einpress-Klemm-Elemente 21, 21a, 21b, 21c.
Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, ist das als Einpress-Klemm-Element 21, 21a, 21b, 21c ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement 20, 20a, 20b, 20c im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel als Einfachfederelement 21 mit einem Führungselement 26 und einem benachbart zum Führungselement 26 angeordneten Verkrallelement 28 ausgeführt. Hierbei zeigt 1 das Einpress-Klemm-Element 21 vor dem Einpressen in eine korrespondierende Kontaktaufnahmetasche 16 im Grundkörper 12 des Stützelements 10. 2 zeigt das Einpress-Klemm-Element 21 während des Einpressvorgangs in die korrespondierende Kontaktaufnahmetasche 16 im Grundkörper 12 in einer Position, an welcher die Kontaktbereiche 24 der beiden Schenkel 22 auf die Leiterplatte 30 treffen. 3 zeigt das Einpress-Klemm-Element 21 während des Einpressvorgangs in die korrespondierende Kontaktaufnahmetasche 16 im Grundkörper 12 in einer Position, an welcher die beiden Führungselement 26 an der Innenkontur der Kontaktaufnahmetasche 16 anliegen und geführt werden. 4 zeigt das Einpress-Klemm-Element 21 in seiner Endlage, in welcher die beiden Verkrallelemente 28 jeweils in der Innenkontur der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche 16 und somit im Grundkörper 12 der Stützeinheit 10 verkrallt sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Kontaktaufnahmetaschen 16 zur Führung der externen Kontaktelemente 20 in den Grundkörper 12 der Stützeinheit 10 eingebracht, welche die Aufnahmeöffnung 14 für die Leiterplatte 30 kreuzen. Zur Verbesserung der Führungseigenschaften beim Aufschieben der externen Kontaktelemente 20 auf die Leiterplatte 30, sind zwischen zwei benachbarten Kontaktaufnahmetaschen 16 Verstärkungsstege 17 ausgebildet, um die Einführöffnungen der Kontaktaufnahmetaschen 16 zu trennen.
Wie aus 5 ersichtlich ist, ist das als Einpress-Klemm-Element 21, 21a, 21b, 21c ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement 20, 20a, 20b, 20c im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel als Einfachfederelement 21a mit mehreren Führungselements 26a und einem getrennt von den Führungselementen 26a angeordneten Verkrallelement 28a ausgeführt. Hierbei sind die Führungselements 26a und die Verkrallelement 28a jeweils als Doppelwiderhaken ausgeführt.
Wie aus 6 ersichtlich ist, ist das als Einpress-Klemm-Element 21, 21a, 21b, 21c ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement 20, 20a, 20b, 20c im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel als Doppelfederelement 21b mit einem Führungselement 26b und einem getrennt vom Führungselement 26b angeordneten Verkrallelement 28b ausgeführt. Hierbei weisen die Schenkel 22b jeweils zwei Federstege auf.
Wie aus 7 ersichtlich ist, ist das als Einpress-Klemm-Element 21, 21a, 21b, 21c ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement 20, 20a, 20b, 20c im dargestellten vierten Ausführungsbeispiel als Einfachfederelement 21c mit einem Führungselement 26c und einem getrennt vom Führungselement 26c angeordneten Verkrallelement 28c ausgeführt.
Die beschriebene erfindungsgemäße Schnittstelle für eine Leiterplatte eignet sich insbesondere für den Einsatz in einer Drucksensoreinheit für Bremssysteme von Kraftfahrzeugen, ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt. So kann die erfindungsmäße Schnittstelle für eine Leiterplatte beispielsweise auch für optische und/oder akustische Messzellen eingesetzt werden, welche mit einem Anbausteuergerät untrennbar verbunden werden sollen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/007286 A2 [0003]

Claims

Schnittstelle für eine Leiterplatte, welche eine elektronische Schaltung (40) und mindestens eine Kontaktstelle (34) trägt, über welche mindestens ein elektrisches Signal abgreifbar und/oder anlegbar ist, mit einer Stützeinheit (10), welche die Leiterplatte (30) zumindest im Bereich der mindestens einen Kontaktstelle (34) aufnimmt, und mindestens einem externen Kontaktelement (20, 20a, 20b, 20c), welches über mindestens einen Kontaktbereich (24, 24a, 24b, 24c) mit der mindestens einen Kontaktstelle (34) der Leiterplatte (30) elektrisch kontaktiert ist, wobei ein Grundkörper (12) der Stützeinheit (10) mindestens eine Kontaktaufnahmetasche (16) aufweist, welche das mindestens eine externe Kontaktelement (20, 20a, 20b, 20c) zumindest teilweise aufnimmt und führt, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine externe Kontaktelement (20, 20a, 20b, 20c) als Einpress-Klemm-Element (21, 21a, 21b, 21c) ausgeführt ist, welches in die korrespondierende Kontaktaufnahmetasche (16) eingepresst und in einer Endlage untrennbar an den Grundkörper (12) der Stützeinheit (10) angebunden ist, so dass eine untrennbare elektrische Kontaktierung zwischen dem mindestens einen Kontaktbereich (24, 24a, 24b, 24c) des korrespondierenden externen Kontaktelements (20, 20a, 20b, 20c) und der zugehörigen Kontaktstelle (34) der Leiterplatte (30) entsteht.
Schnittstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundkörper (12) der Stützeinheit (10) als Zylinder mit einer Aufnahmeöffnung (14) ausgeführt ist, welche an eine Außenkontur der Leiterplatte (30) angepasst ist und die Leiterplatte (30) zumindest teilweise aufnimmt.
Schnittstelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kontaktbereich (24, 24a, 24b, 24c) des mindestens einen externen Kontaktelements (20, 20a, 20b, 20c) in der Endlage mit einer vorgegebenen senkrecht zur Oberfläche der mindestens einen Kontaktstelle (34) der Leiterplatte (30) wirkenden Kontaktkraft (F_k) gegen die Kontaktstelle (34) der Leiterplatte (30) gedrückt ist.
Schnittstelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Einpress-Klemm-Element (21, 21a, 21b, 21c) als Kontaktklammer mit zwei federelastischen Schenkeln (22, 22a, 22b, 22c) und zwei Kontaktbereichen (24, 24a, 24b, 24c) ausgeführt ist, wobei die federelastischen Schenkel (22, 22a, 22b, 22c) die senkrecht zur Oberfläche der mindestens einen Kontaktstelle (34) wirkende Kontaktkraft (F_k) erzeugen.
Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kontaktstelle (34) redundant mit zwei Kontaktflächen ausgeführt ist, welche jeweils auf einer Oberseite und einer Unterseite eines Grundträgers (32) der Leiterplatte (30) angeordnet sind.
Schnittstelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft der beiden Schenkel (22, 22a, 22b, 22c) des als Kontaktklammer mit zwei federelastischen Schenkeln (22, 22a, 22b, 22c) ausgeführten Einpress-Klemm-Elements (21, 21a, 21b, 21c) jeweils einen Kontaktbereich (24, 24a, 24b, 24c) gegen eine Kontaktfläche einer korrespondierenden redundanten Kontaktstelle (34) der Leiterplatte (30) drücken.
Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das als Einpress-Klemm-Element (21, 21a, 21b, 21c) ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement (20, 20a, 20b, 20c) mindestens ein Führungselement (26, 26a, 26b, 26c) aufweist, welches das mindestens eine externe Kontaktelement (20, 20a, 20b, 20c) während des Einpressvorgangs an einer Innenkontur der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche (16) führt.
Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das als Einpress-Klemm-Element (21, 21a, 21b, 21c) ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement (20, 20a, 20b, 20c) mindestens ein Verkrallelement (28, 28a, 28b, 28c) aufweist, welches sich in der Endlage das mindestens einen externen Kontaktelements (20, 20a, 20b, 20c) an der Innenkontur der korrespondierenden Kontaktaufnahmetasche (16) und damit im Grundkörper (12) der Stützeinheit (10) verkrallt.
Schnittstelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das als Einpress-Klemm-Element (21, 21a, 21b, 21c) ausgeführte mindestens eine externe Kontaktelement (20, 20a, 20b, 20c) als Einfachfederelement (21) mit einem Führungselement (26) und einem benachbart zum Führungselement (26) angeordneten Verkrallelement (28) oder als Einfachfederelement (21a) mit mehreren Führungselementen (26a) und einem getrennt von den Führungselementen (26a) angeordneten Verkrallelement (28a) oder als Doppelfederelement (21b) mit einem Führungselement (26b) und einem getrennt vom Führungselement (26b) angeordneten Verkrallelement (28b) oder als Einfachfederelement (21c) mit einem Führungselement (26c) und einem getrennt vom Führungselement (26c) angeordneten Verkrallelement (28c) ausgeführt ist.
Sensoreinheit mit einer Schutzhülse (3), in welcher mindestens eine Messzelle, welche insbesondere einen Druck eines Hydraulikblocks erfasst, und eine Leiterplatte (30) angeordnet sind, welche eine elektronische Schaltung (40) mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil (42) zur Verarbeitung von mindestens einem elektrischen Ausgangssignal der Messzelle und mindestens eine Kontaktstelle (34) trägt, welche Teil einer externen Schnittstelle (5, 5a, 5b, 5c) ist, über welche mindestens ein elektrisches Signal abgreifbar und/oder anlegbar ist, wobei die Schutzhülse (3) zumindest teilweise eine Stützeinheit (10) aufnimmt, welche die Leiterplatte (30) zumindest im Bereich der mindestens einen Kontaktstelle (34) aufnimmt und die aufgenommene Leiterplatte (30) über eine Außenkontur (18) gegen eine Innenkontur (3.2) der Schutzhülse (3) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Schnittstelle (5, 5a, 5b, 5c) als Schnittstelle für eine Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt ist.